[发明专利]用于储能设备的堆叠及密封配置有效

专利信息
申请号: 201280028826.8 申请日: 2012-04-27
公开(公告)号: CN103620823A 公开(公告)日: 2014-03-05
发明(设计)人: M·克拉克;K·切里索尔;J·雷加拉多;J·K·韦斯特;周昕;J·戈登;M·西塔;N·西塔 申请(专利权)人: G4协同学公司
主分类号: H01M2/22 分类号: H01M2/22;H01M2/26;H01M4/74
代理公司: 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 11038 代理人: 申发振
地址: 美国*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 用于 设备 堆叠 密封 配置
【说明书】:

相关申请的交叉引用

本申请要求在2011年4月29日提交的美国临时申请No.61/481,059以及在2011年4月29日提交的美国临时申请No.61/481,067的优先权,这两个专利申请均通过引用的方式全文并入本文。

背景技术

储能设备(ESD)的容量是对ESD所存储的电荷的度量,并且是能够从ESD中提取出的最大量的能量的分量。ESD的容量可以与在ESD内的电极之间的界面的数量相关。诸如卷绕电极和折叠电极之类的技术可以增加在电极之间的界面的数量。但是,折叠的及卷绕的电极的制造是困难的,因为它们需要特殊的技术来操作电极。另外,在与扁平电极相比时,折叠的及卷绕的电极还容易产生缺陷,因为额外的应力会存在于电极的折痕处或弯曲处。

发明内容

鉴于上述情况,本发明提供用于堆叠式储能设备(ESD)的装置和方法,该堆叠式储能设备包括用于堆叠式ESD的各种堆叠及密封配置。

根据本公开内容的一些方面,本发明提供了具有双极性导电基板的ESD,该双极性导电基板具有与第一子叠层耦接的第一侧面以及与第二子叠层耦接的第二侧面。第一子叠层及第二子叠层包括多个交替堆叠的正单极性电极单元及负单极性电极单元,每个相应的单极性电极单元包括在导电通路的相对侧面上的第一活性材料电极层和第二活性材料电极层。隔离件被设置于相邻的单极性电极单元之间。正单极性电极单元的导电通路被电耦接以形成正极接片式电流总线(positive tabbed current bus),以及负单极性电极单元的导电通路被电耦接以形成负极接片式电流总线。第一子叠层的负极接片式电流总线与双极性导电基板的第一侧面耦接,而第二子叠层的正极接片式电流总线与双极性导电基板的第二侧面耦接。

在某些实施例中,导电通路包括穿孔。穿孔可以均匀地相互间隔开,并且穿孔可以为统一尺寸。第一活性材料电极层及第二活性材料电极层可以通过导电通路内的穿孔相互物理粘结。在某些实施例中,导电通路的表面面积等于由穿孔所界定的面积。

在某些实施例中,第一活性材料电极层及第二活性材料电极层包含金属泡沫,该金属泡沫具有沉积在其内的相应的活性材料。在某些实施例中,第一活性材料电极层及第二活性材料电极层包含使用粘结剂与导电通路粘结的相应的活性材料。

在某些实施例中,导电通路包括多个导电凸缘。正极接片式电流总线包括正单极性电极单元的多个导电凸缘,而负极接片式电流总线包括负单极性电极单元的多个导电凸缘。导电凸缘被折叠以形成相应的正极接片式电流总线和负极接片式电流总线。折叠的接片可以沿堆叠方向对齐,并且接片式电流总线可以平行于堆叠方向。

在某些实施例中,正极接片式电流总线和负极接片式电流总线包括在各个接片式电流总线的末端从堆叠方向向外突出的电子连接片。第一子叠层的电子连接片与第二子叠层的电接片关于双极性导电基板对齐,而第一子叠层及第二子叠层的电子连接片与双极性导电基板电耦接并且彼此电耦接。电子连接片可以与双极性导电基板平行地突出。

在某些实施例中,电子连接片跨子叠层的侧面延伸并且垂直于堆叠方向。在某些实施例中,双极性导电基板的第一侧面及第二侧面从第一子叠层及第二子叠层向外延伸以形成向外延伸部分,而第一子叠层及第二子叠层的电子连接片与双极性导电基板的向外延伸部分耦接。

在某些实施例中,ESD包括环绕着双极性导电基板且将双极性导电基板耦接至在向外延伸部分附近的第一子叠层及第二子叠层的电子连接片的硬止动件。硬止动件包括在硬止动件的外缘内用于接纳密封环的外围凹槽。密封环防止来自第一子叠层的电解质与来自第二子叠层的电解质结合。硬止动件可以包括用于使第一子叠层及第二子叠层的电子连接片对齐以使电子连接片相对于双极性导电基板彼此定位的多个凹口。

根据本公开内容的一些方面,本发明提供了一种包括双极性电极单元的双极性ESD。双极性电极单元包括多个交替的正单极性电极单元及负单极性电极单元的第一子叠层,并且每个相应的单极性电极单元包括第一导电通路。双极性电极单元还包括多个交替的正单极性电极单元及负单极性电极单元的第二子叠层,并且每个相应的单极性电极单元包括第二导电通路。双极性电极单元还包括具有与第一子叠层耦接的第一侧面和与第二子叠层耦接的第二侧面的双极性导电基板。在某些实施例中,双极性导电基板与用于第一子叠层的交替的负单极性电极单元的第一导电通路耦接,并且双极性导电基板与用于第二子叠层的交替的正单极性电极单元的第二导电通路耦接。

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